Question

为了分析生铁中铁的含量，某学习小组进行了实验研究，即取6g生铁与10%的盐酸反应，并绘制了加入盐酸质量与放出气体质量的关系图（见图1）．
（说明：生铁中杂质不溶于水，不与盐酸、硫酸铜溶液反应．）
（1）求铁完全反应后所得溶液中溶质质量分数．
（2）生铁中铁的质量分数为多少？（写出计算过程，结果保留到小数点后一位）
（3）某同学列出了如下计算式：
生铁与盐酸刚好反应完全时所得溶液质量=（73+6-a）g
小明对该计算式提出了质疑，请指出其中的错误

 

．
（4）小华另设计了一个实验方案，即用6g生铁粉与20%的硫酸铜溶液反应来分析生铁中铁的含量．请你在图2中画出加入硫酸铜溶液质量与固体质量变化关系的曲线．

Answer 1

考点：根据化学反应方程式的计算,有关溶质质量分数的简单计算

专题：综合计算（图像型、表格型、情景型计算题）

分析：（1）从图示可得盐酸的质量，根据铁与盐酸反应的化学方程式，已知所用盐酸的质量和质量分数，能够计算出生成氢气的质量和铁的质量，能够计算出生成氯化亚铁的质量，所得溶液质量应该是物质的总质量减去不溶性杂质和生成的气体的质量．
（2）根据（1）中计算出铁的质量即可解答；
（3）所得溶液质量应该是物质的总质量减去不溶性杂质和生成的气体的质量；
（4）绘制加入硫酸铜溶液质量与固体质量变化关系的曲线时要抓住起点，曲线的走势和转折点．

解答：解：（1）参加反应的HCl的质量为73g×10%=7.3g，
设生成的氢气的质量为X，参加反应的铁的质量为y，生成氯化亚铁的质量为z；
Fe+2HCl=FeCl₂+H₂↑
56  73   127  2
y  7.3g   z   x

56

y

=

73

7.3g

=

2

x

=

127

z

，
x=0.2g，y=5.6g，z=12.7g；
所以反应后所得溶液的溶质质量为：5.6g+73g-0.2g=78.4g；
所以反应后所得溶液的溶质质量分数为=

1.27g

78.4g

×100%=16.2%
答：反应后所得溶液的溶质质量分数为16.2%．
（2）生铁中铁的质量分数为：

5.6g

6g

×100%=93.3%；
答：生铁中铁的质量分数为93.3%；
（3）生铁与盐酸刚好反应完全时所得溶液质量应是物质的总质量减去不溶性杂质和生成的气体的质量．
溶液质量不包括氢气质量和剩余杂质的质量，所以还要减去杂质的质量；
故答案为：列式计算溶液质量时，未减掉不溶于水的杂质的质量．
（4）铁和硫酸铜还未反应时固体就是铁质量为6g，故起点应从纵轴上6开始画起；
然后找拐点，即铁和硫酸铜恰好完全反应时消耗的硫酸铜溶液质量及固体质量，
设铁和硫酸铜恰好完全反应时消耗硫酸铜溶液为y，生成铜为z
 Fe+CuSO₄ ═FeSO₄ +Cu
 56  160          64
5.6g 20%?y        z

56

5.6g

=

160

20%y

=

64

z

，
y=80g
z=6.4g
6g生铁中所含杂质为：6g-5.6g=0.4g
所以铁和硫酸铜恰好完全反应时固体质量为：6.4g+0.4g=6.8g
即拐点处横坐标值为80，纵坐标值为6.8，然后把拐点和起点连起来，并且在拐点后画一条平行于x轴的直线，就得到了所要的曲线图．

点评：学会看曲线图是需要同学们掌握的一种技能，抓住起点，转折点和曲线的走势是关键．此题是综合性较强的题目，包括的问题较多，涉及的知识面很广，属于难度较大的题目．